(57)【要約】【課題】蓄電池から電力系統への電力供給を行うシステムにおいて、一部の蓄電池で性能の劣化が促進することのない運用方針を決定する運用方針決定方法を提供する。【解決手段】電力系統１００に接続され、電力系統に対する電力の充放電を行う蓄電池７の運用方針決定方法であって、蓄電池７の運用実績の分析処理を行うステップ(ａ)と、運用実績の分析処理の分析結果と運用目標指定値とを用いて、蓄電池７の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮した蓄電池７の運用目標値を算出するステップ(ｂ)と、運用目標値に基づいて蓄電池７の運用方針を作成するステップ(ｃ)とを備え、ステップ(ｂ)は、運用目標値を蓄電池７の運用を制限する値に設定することで運用コスト増加を許容することにより蓄電池７の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮する。【選択図】図４
2013198192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に接続され、前記電力系統に対する電力の充放電を行う蓄電池の運用方針決定方法であって、
(ａ)前記蓄電池の運用実績の分析処理を行うステップと、
(ｂ)前記運用実績の分析処理の分析結果と運用目標指定値とを用いて、前記蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮した前記蓄電池の運用目標値を算出するステップと、
(ｃ)前記運用目標値に基づいて前記蓄電池の運用方針を作成するステップと、を備え、
前記ステップ(ｂ)は、
前記運用目標値を前記蓄電池の運用を制限する値に設定することで前記運用コスト増加を許容することにより前記蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮することを特徴とする、蓄電池の運用方針決定方法。
【請求項２】
前記ステップ(ａ)は、
前記蓄電池の使用時間または放電電力量に基づいて得られる前記蓄電池の運用頻度実績値を分析結果とし、
前記ステップ(ｂ)は、
前記運用目標指定値として運用頻度目標値を使用し、該運用頻度目標値と前記運用頻度実績値とを用いて前記運用目標値を算出する、請求項１記載の蓄電池の運用方針決定方法。
【請求項３】
前記蓄電池のこれまでの運用実績時間と、これから運用計画の対象となる運用時間との合計で前記蓄電池の運用対象時間が定義され、
前記ステップ(ａ)は、
前記蓄電池の使用時間を、前記運用対象時間で割ることで前記運用頻度実績値を算出し、
前記ステップ(ｂ)は、
前記運用頻度目標値に前記運用対象時間を掛けた値から、前記運用頻度実績値と前記運用実績時間とを掛けた値を差し引いた値を前記運用目標値とする、請求項２記載の蓄電池の運用方針決定方法。
【請求項４】
前記ステップ(ａ)は、
前記蓄電池の運用実績から充放電のサイクル回数実績値を算出して分析結果とし、
前記ステップ(ｂ)は、
前記運用目標指定値としてサイクル回数目標値を使用し、該サイクル回数目標値と前記サイクル回数実績値とを用いて前記運用目標値を算出する、請求項１記載の蓄電池の運用方針決定方法。
【請求項５】
前記ステップ(ｂ)は、
前記サイクル回数目標値から前記サイクル回数実績値を差し引いた値を前記運用目標値とする、請求項４記載の蓄電池の運用方針決定方法。
【請求項６】
前記ステップ(ａ)は、
前記蓄電池の定格容量に対して放電された電力量の比率で定義される放電深度が、所定の基準値以上になった場合を放電深度逸脱とし、その回数を放電深度逸脱回数実績値として分析結果とし、
前記ステップ(ｂ)は、
前記運用目標指定値として放電深度逸脱回数目標値を使用し、該放電深度逸脱回数目標値と前記放電深度逸脱回数実績値とを用いて前記運用目標値を算出する、請求項１記載の蓄電池の運用方針決定方法。
【請求項７】
前記ステップ(ｂ)は、
前記放電深度逸脱回数目標値から前記放電深度逸脱回数実績値を差し引いた値を前記運用目標値とする、請求項６記載の蓄電池の運用方針決定方法。
【請求項８】
電力系統に接続され、前記電力系統に対する電力の充放電を行う蓄電池の運用方針決定システムであって、
前記蓄電池の運用実績の分析処理を行う運用実績分析部と、
前記運用実績分析処部での分析結果と運用目標指定値とを用いて、前記蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮した前記蓄電池の運用目標値を設定する運用目標設定部と、
前記運用目標設定部で設定された前記運用目標値に基づいて前記蓄電池の運用方針を作成する運用方針作成部と、を備え、
前記運用目標設定部は、
前記運用目標値を前記蓄電池の運用を制限する値に設定することで前記運用コスト増加を許容することにより前記蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮することを特徴とする、蓄電池の運用方針決定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池から電力系統への電力供給を行うシステムにおける、蓄電池の運用方針の決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模災害に起因する電力需給の逼迫や、再生可能エネルギーの導入が進む昨今では、蓄電池（二次電池）に蓄積された電力を有効に利用する技術が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、蓄電池の充電量や系統状態、事前作成の運転計画などの情報に基づいて、蓄電池の制御時に蓄電池の出力を変化させた場合の需給制御効果や送電損失低減制御への効果を評価し、電力系統全体の効率的制御、最適運用を可能にする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７８３２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の技術では、複数の蓄電池が変電所や需要家に分散設置された環境において、蓄電池の充放電能力の情報や電力系統の系統状態の情報に基づいて蓄電池の出力配分を変化させるなどして電力系統全体の最適運用を実現している。しかし、放電効率や充電効率が異なる蓄電池が分散設置されている場合、電力系統全体の最適運用のために放電効率や充電効率が良い蓄電池ばかりが偏って使用されると、一部の蓄電池の性能劣化が早まる可能性があるという問題を含んでいる。
【０００６】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、蓄電池から電力系統への電力供給を行うシステムにおいて、一部の蓄電池で性能の劣化が促進することのない運用方針を決定する運用方針決定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る蓄電池の運用方針決定方法は、電力系統に接続され、前記電力系統に対する電力の充放電を行う蓄電池の運用方針決定方法であって、前記蓄電池の運用実績の分析処理を行うステップ(ａ)と、前記運用実績の分析処理の分析結果と運用目標指定値とを用いて、前記蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮した前記蓄電池の運用目標値を算出するステップ(ｂ)と、前記運用目標値に基づいて前記蓄電池の運用方針を作成するステップ(ｃ)とを備え、前記ステップ(ｂ)は、前記運用目標値を前記蓄電池の運用を制限する値に設定することで前記運用コスト増加を許容することにより前記蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る蓄電池の運用方針決定システムは、電力系統に接続され、前記電力系統に対する電力の充放電を行う蓄電池の運用方針決定システムであって、前記蓄電池の運用実績の分析処理を行う運用実績分析部と、前記運用実績析処部での分析結果と運用目標指定値とを用いて、前記蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮した前記蓄電池の運用目標値を設定する運用目標設定部と、前記運用目標設定部で設定された前記運用目標値に基づいて前記蓄電池の運用方針を作成する運用方針作成部とを備え、前記運用目標設定部は、前記運用目標値を前記蓄電池の運用を制限する値に設定することで前記運用コスト増加を許容することにより前記蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る蓄電池の運用方針決定方法によれば、運用目標値を蓄電池の運用を制限する値に設定することで運用コスト増加を許容することで蓄電池の劣化調整を行うように、蓄電池の運用方針を決定するので、蓄電池の劣化を制御し、かつ運用コスト増加を抑えることができる。
【００１０】
本発明に係る蓄電池の運用方針決定システムによれば、運用目標値を蓄電池の運用を制限する値に設定することで運用コスト増加を許容することで蓄電池の劣化調整を行うように、蓄電池の運用方針を決定するので、蓄電池の劣化を制御し、かつ運用コスト増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用する電力系統の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る蓄電池の運用方針決定システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る蓄電池の運用方針決定システムを実現するハードウエアの構成例を示す図である。
【図４】本発明に係る蓄電池の運用方針決定方法を説明するフローチャートである。
【図５】蓄電池情報を説明する図である。
【図６】蓄電池の運用対象時間を説明する図である。
【図７】運転／停止の計画の一例を示す図である。
【図８】出力の計画の一例を示す図である。
【図９】蓄電池の放電深度と寿命への影響を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜電力系統の構成＞
図１を用いて、電気事業者が構築する電力系統１００の構成について説明する。電力系統１００には、図１に示すように、主要な電力供給源として、電気事業者が運営する火力発電所１、水力発電所２および原子力発電所３を含んでおり、これらの電力供給源で生成される電力は、送電線や配電線などの電線路４を介して工場、店舗や一般家庭などの需要家５へ供給される。
【００１３】
電力系統１００において系統安定性を維持するための一般的な方法として、火力発電所や水力発電所の起動、停止および出力を需要に合わせて制御することで、需要と供給（発電）のバランス（需給バランス）を維持している。
【００１４】
電気事業者は、火力発電所１、水力発電所２および原子力発電所３の発電機を運用するために、運用計画の作成や発電機の制御指令を作成している。しかし、今後は、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギー発電６の導入が増加することが予想されるが、再生可能エネルギー発電は出力制御が難しいものも多く、系統安定性の調整が難しくなる可能性がある。
【００１５】
すなわち、図１に示されるように、火力発電所１、水力発電所２および原子力発電所３では、任意の時間に任意の電力での発電が可能であるが、例えば太陽光発電であれば、太陽による照光がある時間帯（日の出から日の入りまでの時間帯）のみで発電が可能であり、また、その発電量は時刻や天候によって左右される。このため、図１に示されるように再生可能エネルギー発電６の発電電力は、発電時間が制限され、発電電力も一定ではなく、これが電力系統に供給されると系統安定性を欠く可能性がある。
【００１６】
この対策の一つとして、電力系統１００に蓄電池７を接続し、再生可能エネルギー発電での出力変動を抑制する方法が考えられている。例えば、再生可能エネルギー発電６の発電電力が所定値よりも低くなった場合には蓄電池７の放電量を増やし、再生可能エネルギー発電６の発電電力が所定値以上となった場合には、所定値を超える分の電力については蓄電池７に充電するなどの制御を行う。これにより、電力系統１００には所定値の電力が供給されることとなる。
【００１７】
図１に示されるように、需要家５では、正午を挟んだ５〜６時間が電力需要が最も高い時間帯となるので、その時間帯に再生可能エネルギー発電６で発電された電力を電力系統に供給することは、電力需給の逼迫を解消するという点で有効である。
【００１８】
＜蓄電池を用いた出力変動の抑制の問題点＞
蓄電池はその種別により様々な特性を持ち、最大出力や効率、容量の違いに加え、劣化原因、劣化速度も異なる。運用計画や制御で劣化を考慮する場合は各蓄電池にあったモデルで扱う必要がある。
【００１９】
一般的には、充放電を繰り返すことによる劣化に加え、定格出力に近い出力を出した場合や、過充電、過放電の状態になることが蓄電池を劣化させ、その寿命を短くする。経済性優先の運転を行う場合、蓄電池は効率（放電効率、充電効率）の高いものを運用した方が経済性は高い。そのため、複数の蓄電池でそれぞれ充放電効率が異なる場合には、充放電効率の高い蓄電池が多く運用され、特定の蓄電池で劣化が早まる。一方で、蓄電池の劣化にばらつきが生じるのを防ぐため、例えば均等に蓄電池を運用した場合、充放電効率の低い蓄電池も利用することとなるため、経済性が低下する。
【００２０】
本発明は、蓄電池の運用に際して、蓄電池の運用実績情報に基づいて蓄電池の運用方針を決定することで、蓄電池の劣化の調整と運用コスト増加とのトレードオフ関係を考慮した蓄電池の充放電制御を行うものである。
【００２１】
＜装置構成＞
図２は、本発明に係る蓄電池の運用方針を決定する運用方針決定システムの構成を機能ブロックで示す図である。
【００２２】
図２に示されるように、本発明に係る蓄電池の運用方針決定システム１０は、データ入力部１１、運用方針作成部１２、データ出力部１３、運用分析部１４および運用目標設定部１５を備えている。
【００２３】
データ入力処理部１１は、蓄電池の運用方針を作成するために必要な発電機情報、再生可能エネルギー情報、蓄電池情報、需要情報等の情報を入力する部位である。
【００２４】
運用方針作成部１２は、データ入力処理部１１から入力された発電機情報、再生可能エネルギー情報、蓄電池情報、需要情報等に基づいて蓄電池７の運用方針を決定する部位である。
【００２５】
データ出力部１３は、運用方針作成部１２により作成した運用方針データをユーザが確認できるように出力する部位である。
【００２６】
運用実績分析部１４は、蓄電池７の運用実績に基づいて運用実績の分析処理を実行する部位である。
【００２７】
運用目標設定部１５は、運用実績分析部１４での分析処理で得られた分析結果と、運用者が入力する運用目標指示に基づいて運用目標値を設定する部位である。
【００２８】
次に、図３を用いて運用方針決定システム１０を実現するハードウエアの構成例を示す。図３に示すように、運用方針決定システム１０は、入力装置２１、コンピュータ２２、ネットワーク２６を介して接続された外部記憶装置２７および出力装置２８を備えている。また、コンピュータ２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３、主記憶装置２４および補助記憶装置２５を有している。
【００２９】
図２に示した運用方針決定システム１０において、データ入力部１１は、図３に示すキーボードやマウスなどのユーザがデータ入力を行うための入力装置２１により実現される。
【００３０】
データ入力部１１より入力されたデータは、図３に示す主記憶装置２４、補助記憶装置２５および外部記憶装置２７の何れか、あるいはこれらの組み合わせによって保持される。
【００３１】
図２に示した運用方針作成部１２、運用分析部１４および運用目標設定部１５は、図３に示すコンピュータ２２の内部演算処理としてＣＰＵ２３等により実現される。運用方針作成部１２、運用分析部１４および運用目標設定部１５における各処理は、それぞれプログラムとして主記憶装置２４内で展開し、図３に示すＣＰＵ２３で実行するものである。ＣＰＵ２３は、主記憶装置２４内のデータを読み込み、当該データに基づいて上記各処理を行い、その結果を主記憶装置２４内に格納する。
【００３２】
データ出力部１３は、図３に示すディスプレイ等の出力装置２８により実現され、例えば運用方針作成部１２において作成した運用方針データをユーザが確認できるように表示する機能を有している。また、データ出力部１３は、運用方針データを、例えば補助記憶装置２５に格納する機能、あるいは、ネットワーク２６を経由して外部記憶装置２７に格納する機能も有している。
【００３３】
＜実施の形態１＞
次に、図４に示すフローチャートを用いて本発明に係る運用方針決定方法および運用方針決定システムの実施の形態１について説明する。
【００３４】
まず、図４に示すステップＳ１において、データ入力処理部１１が運用方針を作成するために必要な発電機情報、再生可能エネルギー情報、蓄電池情報および需要情報を読み込む入力処理を実行する。
【００３５】
発電機情報は、例えば発電機ごとの最大出力のデータ、最小出力のデータや運転時の燃料消費特性のデータ、起動時に必要となるコストのデータなどを含んでいる。
【００３６】
再生可能エネルギー情報は、例えば再生可能エネルギーの最大容量、予測出力、推定出力、効率などのデータを含んでいる。
【００３７】
蓄電池情報は、例えば図５に示すように蓄電池ごとの最大放電電力（ＭＷ）、最大充電電力（ＭＷ）、定格容量（ＭＷ）、放電効率（％）、充電効率（％）、サイクル上限数（回）などのデータを含んでいる。
【００３８】
需要情報は、例えば予測需要や予備力、ＬＦＣ（Load Frequency Control：負荷周波数制御、あるいは負荷周波数調整）容量などのデータを含んでいる。
【００３９】
これらの情報は入力装置２１（図３）から入力される場合もあれば、補助記憶装置２５に保存されているデータ（例えばＣＳＶ形式で保存された電子ファイル）の中から入力装置２１によって指定して読み出す場合もある。あるいはネットワーク２６を経由して外部記憶装置２７から読み出しても良い。そして、入力された、または読み出されたデータは、主記憶装置２４内で展開される。
【００４０】
次に、図４に示すステップＳ２において、運用実績分析部１４が蓄電池の運用実績を取得し、運用実績分析処理を実行する。蓄電池の運用実績は、蓄電池７に付属する記憶装置７１に格納されており、ネットワーク２６（図３）を経由して取得することができ、蓄電池７の使用時間や放電電力量などの情報を含んでいる。
【００４１】
運用実績分析処理は、主記憶装置２４（図３）内で展開した運用実績分析プログラムがＣＰＵ２３で実行されることで実現され、入力装置２１（図３）から入力されたデータ、または主記憶装置２４内から読み出されたデータに対して処理を実行し、その結果を主記憶装置２４内に格納する。
【００４２】
例えば、蓄電池の運用実績からは蓄電池７の充電／放電の状態の分析、放電出力および放電出力をそれぞれ積算した放電容量合計および充電量合計の算出、各蓄電池が運用された時間の長さに基づく運用頻度の算出報などを行う。
【００４３】
一般的に経済性を考慮した運用を行った場合、効率の高い蓄電池は使用される時間（使用時間）が長くなり、効率の低い蓄電池の使用時間は短くなる。
【００４４】
次に、図４に示すステップＳ３において、運用目標設定部１５は、運用者がデータ入力処理部１１等を介して入力した運用目標指示を読み込むことで、運用目標指示入力処理を実行する。
【００４５】
そして、ステップＳ４において、運用目標設定部１５は、読み込んだ運用目標指示に基づいて運用目標値算出処理を実行する。
【００４６】
運用目標値算出処理は、主記憶装置２４内で展開した運用目標値算出プログラムがＣＰＵ２３で実行されることで実現され、入力装置２１（図３）から入力された運用目標指示に従って運用目標値を算出して主記憶装置２４内に格納する。
【００４７】
ここで、ある蓄電池（これを蓄電池ｂと呼称する）の運用頻度を運用目標値（運用頻度運用目標値）とし、それを運用時間から求める方法について説明する。
【００４８】
まず、運用頻度の定義を下記の数式（１）に示す。
【００４９】
【数１】
2013198192.tif 000003
【００５０】
数式（１）では、蓄電池ｂの使用時間を使用時間ｂとし、それを運用対象時間で割ることで運用頻度ｂとしている。
【００５１】
ここで、図６を用いて蓄電池の運用対象時間について説明する。図６に示すように運用対象時間は蓄電池が電力系統１００に接続（導入）された時点から現時点までの時間（運用実績時間）に、運用計画の対象となる時間（運用計画時間）を加えたものとして定義される。
【００５２】
図６に示すように、蓄電池は導入から現時点までに充放電を繰り返しており、充電および放電を行った時間が使用時間として付属の記憶装置７１（図２）に蓄積され、また、運用実績時間も蓄積される。運用計画時間は、運用方針決定システム１０において決定される現時点から先の蓄電池の運用計画の対象となる時間であり、例えば２４時間や１６８時間単位で規定され、で規定され、運用者が運用方針決定システム１０に入力するなどして決定される。
【００５３】
なお、図６においては、蓄電池の定格容量に対する残容量も示しており、充電された場合は残容量が時間と共に増え、放電した場合は残容量が時間と共に減ることが示されている。
【００５４】
また、運用頻度は蓄電池の放電電力量（運用実績時間の間に放電した電力量の合計）で定義することも可能であり、その場合の運用頻度の定義を下記の数式（２）に示す。
【００５５】
【数２】
2013198192.tif 000004
【００５６】
数式（２）では、蓄電池ｂの放電電力量を放電電力量ｂとし、それを運用対象時間と蓄電池ｂの最大放電電力量（最大放電電力量ｂ）との積で割ることで運用頻度ｂとしており、運用対象時間の期間中、最大放電電力で放電した場合の電力量に対する放電電力量の比率で運用頻度を定義している。
【００５７】
そして、運用目標値算出処理では、運用実績分析部１４の分析情報も考慮し、運用者が指定する運用頻度目標値を満たすように蓄電池の運用目標を設定する。
【００５８】
すなわち、運用目標設定部１５は、運用者が指定する運用頻度目標値に従って、蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮して運用目標を設定する。
【００５９】
より具体的には、運用目標設定部１５では、下記の数式（３）を用いて使用時間目標値を求めることで、蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮した運用目標を設定する。
【００６０】
【数３】
2013198192.tif 000005
【００６１】
数式（３）では、運用者が指定する蓄電池ｂの運用頻度目標値を運用頻度目標値ｂとし、それに運用対象時間（運用実績時間＋運用計画時間）を掛けた値から、運用実績分析部１４で数式（１）を用いて得られた蓄電池ｂの運用頻度実績値（運用頻度実績値ｂ）と運用実績時間とを掛けた値を差し引いた値が使用時間目標値ｂとなる。
【００６２】
ここで、蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフとは、例えば、蓄電池の劣化を抑制するために蓄電池の使用時間に上限（使用時間目標値）を設けると、蓄電池の使用が制限されて電力供給が不足することとなる。しかし、それを補うために火力発電機による発電量を増やすと、運用コストが増加する。このように、蓄電池の使用を抑制すると、運用コストが増加することを蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフと呼称する。
【００６３】
そして、トレードオフを考慮して運用目標を設定するとは、運用コストが増加することを許容して運用目標を設定することを意味しており、数式（３）のように上限（使用時間目標値）を設定することである。
【００６４】
ここで、図４のフローチャートの説明に戻る。運用目標設定部１５で運用目標値を設定した後（ステップＳ４）、運用方針作成部１２では、運用目標値に基づいて運用方針作成処理を実行する（ステップＳ５）。
【００６５】
運用方針作成処理は、主記憶装置２４内で展開した運用方針作成プログラムがＣＰＵ２３で実行されることで実現され、主記憶装置２４内に格納された運用目標値を読み出して処理を実行し、その結果を主記憶装置２４内に格納する。
【００６６】
なお、運用方針作成処理は、運用目標値を満たすように運用計画を作成する処理であり、運用計画とは、火力発電機、水力発電機（特に揚水発電機）および蓄電池を運用の対象とし、データ入力部１１から入力された需要情報に含まれる需要を満たすように、発電機および蓄電池を運転し、それらの出力配分を計画するものである。
【００６７】
運用計画は、例えば１時間単位や３０分単位で計画される。火力発電機を運転する場合には燃料コストや人件費などが必要となるため、需要と供給の一致など運用上の制約を満たし、かつコストが最小となるようにそれぞれの運転／停止と出力を計画する。
【００６８】
ここで、図７に運転／停止の計画の一例を示す。図７においては、火力発電機１、２および３の３基の火力発電機と、揚水発電機１の１基の水力発電機と、蓄電池１の１台の蓄電池に対する運転／停止計画を示している。なお、図７では、停止状態を０とし、火力発電状態、揚水発電状態および蓄電池からの放電状態を１とし、揚水発電における揚水のための電力使用状態および蓄電池への充電状態を−１として表している。
【００６９】
図７では午前１時から始まる１時間単位の運用計画であり、揚水発電機１では夜中のうちに揚水を行い、蓄電池１では夜中のうちに充電を行い、正午以降に揚水発電および放電を行う計画となっている。
【００７０】
なお、火力発電機２は全時間で運転状態となり、火力発電機１は火力発電機２による発電量を補うように運転状態となり、火力発電機３は全時間で停止状態となるように計画されている。
【００７１】
また、図８に出力の計画の一例を示す。図８においては、火力発電機１、２および３の３基の火力発電機と、揚水発電機１の１基の水力発電機と、蓄電池１の１台の蓄電池に対する出力計画を示している。なお、図８では、発電電力および蓄電池からの放電電力は正の数値で表し、揚水発電における揚水のための電力および蓄電池への充電電力は負の数値で表している。
【００７２】
なお、各発電機や蓄電池の起動／停止の決定や、出力の決定には既存の手法を利用することができ、例えば、起動／停止を決定するためにＵＤ法（Unit Decommitment法）を利用し、出力を決定するために内点法を利用すれば良い。ＵＤ法および内点法の詳細に関しては、例えば下記の文献１および２に開示がある。
【００７３】
文献１：Chao-an Li, Raymond B. Johnson, Alva J. Svoboda, “A NEW UNIT COMMITMENT METHOD”, IEEE Trans. On Power Systems, Vol.12, No.1, Feb 1997, pp 113-119
文献２：小島政和,土谷隆,水野眞治,矢部博:“経営科学のニューフロンティア-9 内点法”,朝倉書店(2001)
ＵＤ法と内点法はどちらも需要と供給のバランスや使用時間目標値などの制約条件を満たし、かつ発電機の運用コストを最小とするように起動／停止や出力を決定する。
【００７４】
本発明に係る運用方針決定方法は、上記のような運用計画において蓄電池１の運用計画の設定に利用することができ、運用目標値として例えば使用時間目標値を用いる場合は、蓄電池１の使用時間が使用時間目標値を超えないように運用計画を設定する。
【００７５】
ここで、再び図４のフローチャートの説明に戻る。データ出力部１３は運用方針出力処理を実行する（ステップＳ６）。その後、運用計画作成動作を継続する場合はステップＳ１以下の動作を繰り返し、そうでない場合は運用計画作成動作を終了する（ステップＳ７）。
【００７６】
運用方針出力処理では、出力装置２８（例えばディスプレイ）を用いて、主記憶装置２４から読み出した結果データ１２を、ユーザに対して表示する（ステップＳ６）。なお、結果データを、例えばＣＳＶ形式で保存された電子ファイルとして、補助記憶装置２５に保存する処理、あるいは、結果データを、例えばＣＳＶ形式で保存された電子ファイルとして、ネットワーク２６経由で外部記憶装置２７に保存する処理であっても良い。
【００７７】
上述した運用頻度に基づいた運用目標値（運用頻度目標値）を設定する場合には、例えば、複数の蓄電池の運用頻度目標値を均等に設定することで蓄電池全体を均等に劣化させるような計画も実現できる。あるいは交換時期の近づいた蓄電池があれば、優先的に使用するように運用頻度を指定することで他の蓄電池の使用による劣化を抑えた運用計画を作成することもできる。
【００７８】
以上説明したように、実施の形態１に係る運用方針決定方法および運用方針決定システムによれば、複数の蓄電池の運用目標値を調整することで、各蓄電池の劣化の調整と、効率以外を考慮した運用を行うことにより、蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフ考慮した運用を行うことができる。
【００７９】
また、以上の説明においては、運用方針作成処理は、運用目標値を満たすように運用計画を作成する処理として説明したが、これに限定されるものではなく、各蓄電池や各発電機に対する制御指令を作成する処理であっても良く、その場合データ出力部１３（図２）は、ネットワーク２６（図２）を介して各蓄電池や各発電機に制御指令を送信する。
【００８０】
また、以上の説明においては、複数の蓄電池の運用について説明したが、１つの蓄電池に対して運用頻度目標値を設定し、その劣化を調整する場合に適用しても良いことは言うまでもない。
【００８１】
＜実施の形態２＞
次に、本発明に係る運用方針決定方法および運用方針決定システムの実施の形態２について説明する。なお、実施の形態２においても、図２に示す機能ブロック図や、図４に示すフローチャートを用いる。
【００８２】
実施の形態２に係る運用方針決定方法は基本的には実施の形態１と同じであるが、運用実績分析部１４（図２）および運用目標設定部１５（図２）において扱うデータには、蓄電池のサイクル回数および運用者が指定する累積放電電力量指標値を含んでいる。
【００８３】
まず、図４に示すステップＳ１において、データ入力処理部１１が運用方針を作成するために必要な発電機情報、再生可能エネルギー情報、蓄電池情報および需要情報を読み込む入力処理を実行する。
【００８４】
これらの情報は入力装置２１（図３）から入力される場合もあれば、補助記憶装置２５に保存されているデータ（例えばＣＳＶ形式で保存された電子ファイル）の中から入力装置２１によって指定して読み出す場合もある。あるいはネットワーク２６を経由して外部記憶装置２７から読み出しても良い。そして、入力された、または読み出されたデータは、主記憶装置２４内で展開される。
【００８５】
次に、図４に示すステップＳ２において、運用実績分析部１４が蓄電池の運用実績を取得し、運用実績分析処理を実行する。蓄電池の運用実績は、蓄電池７に付属する記憶装置７１に格納されており、ネットワーク２６（図３）を経由して取得することができ、蓄電池７の使用時間や放電電力量、サイクル回数の実績値の情報を含んでいる。
【００８６】
実施の形態２における運用実績分析処理は、蓄電池のサイクル回数の実績値（サイクル回数実績値）に基づいて、運用対象の蓄電池のサイクル回数を算出する処理である。
【００８７】
運用実績分析処理は、主記憶装置２４（図３）内で展開した運用実績分析プログラムがＣＰＵ２３で実行されることで実現され、入力装置２１（図３）から入力されたデータ、または主記憶装置２４内から読み出されたデータに対して処理を実行し、その結果のサイクル回数を主記憶装置２４内に格納する。
【００８８】
ここで、サイクル回数とは、充電と放電で１サイクルとする充放電の回数を指すものである。なお、充電電力量や放電電力量を累積し、運用者が指定する指定値以上の充電や放電がおこなわれた場合のみ回数を１回増加させることで充放電電力量をも考慮したサイクル回数とすることもできる。この場合、サイクル回数を増加させた後、累積電力量をリセットし、再び０から電力量の累積を開始する。
【００８９】
運用実績分析部１４ではこのサイクル回数を継続してカウントし、各蓄電池のサイクル回数を分析情報として運用目標設定部１５に与える。
【００９０】
次に、図４に示すステップＳ３において、運用目標設定部１５は、運用者がデータ入力処理部１１等を介して入力する運用目標指示を読み込むことで、運用目標指示入力処理を実行する。
【００９１】
そして、ステップＳ４において、運用目標設定部１５は、読み込んだ運用目標指示に基づいて運用目標値算出処理を実行する。
【００９２】
運用目標値算出処理は、主記憶装置２４内で展開した運用目標値算出プログラムがＣＰＵ２３で実行されることで実現され、入力装置２１（図３）から入力された運用目標指示に従って運用目標値を算出して主記憶装置２４内に格納する。
【００９３】
ここで、実施の形態２における運用目標設定部１５は、運用者が指定するサイクル回数目標値に従い、運用実績分析部１４から与えられる分析情報（各蓄電池のサイクル回数）を用いて運用目標値算出処理を実行する。
【００９４】
ここで、ある蓄電池（これを蓄電池ｂと呼称する）のサイクル回数を運用目標値（サイクル回数運用目標値）とし、それを求める方法について説明する。
【００９５】
サイクル回数運用目標値は、下記の数式（４）で定義される。
【００９６】
【数４】
2013198192.tif 000006
【００９７】
数式（４）では、蓄電池ｂから取得したサイクル回数の情報をサイクル回数実績値ｂとし、蓄電池ｂのサイクル回数目標値をサイクル回数目標値ｂとし、両者の差を蓄電池ｂのサイクル回数運用目標値ｂとしている。
【００９８】
これにより、各蓄電池に残されたサイクル回数に応じた運用目標値（サイクル回数運用目標値）が設定されることとなる。
【００９９】
なお、実施の形態２の運用目標設定部１５においても、蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮して運用目標値を設定する。
【０１００】
例えば、蓄電池の劣化を調整するためにサイクル回数の運用目標値（上限）を設定した場合、蓄電池の運用が抑制されることになり、その結果最小コストとなるように蓄電池を運用することができなくなる。
【０１０１】
そして、トレードオフを考慮して運用目標を設定するとは、運用コストが増加することを許容して運用目標を設定することを意味しており、数式（４）のように上限（サイクル回数運用目標値）を設定することである。
【０１０２】
なお、サイクル回数目標値の一例として、各蓄電池に固有のサイクル回数上限の値を使用し、サイクル回数上限以下となるように運用する構成としても良い。この場合、ステップＳ３の運用目標指示入力処理は行わず、ステップＳ１のデータ入力処理で読み込んだ蓄電池情報３１に含まれるサイクル回数上限の値を使用すれば良い。
【０１０３】
また、複数の蓄電池の劣化を同程度とする場合には、サイクル回数運用目標値はサイクル回数目標比率（例えば、サイクル回数上限に対する比率）で設定することも可能であり、複数の蓄電池に共通のサイクル回数目標比率を設定し、各蓄電池のサイクル回数上限によりサイクル回数運用目標値を計算することも可能である。その場合のサイクル回数運用目標値の定義を下記の数式（５）に示す。
【０１０４】
【数５】
2013198192.tif 000007
【０１０５】
数式（５）では、サイクル回数目標値ｂにサイクル回数目標比率ｂを掛けた値から、サイクル回数実績値ｂを差し引くことでサイクル回数運用目標値ｂとしている。
【０１０６】
ここで、図４のフローチャートの説明に戻る。運用目標設定部１５で運用目標値を設定した後（ステップＳ４）、運用方針作成部１２では、運用目標値に基づいて運用方針作成処理を実行する（ステップＳ５）。
【０１０７】
運用方針作成処理は、主記憶装置２４内で展開した運用方針作成プログラムがＣＰＵ２３で実行されることで実現され、主記憶装置２４内に格納された運用目標値を読み出して処理を実行し、その結果を主記憶装置２４内に格納する。
【０１０８】
なお、水力発電や火力発電などの、運用方針の作成では、先に説明したＵＤ法や内点法を用いて発電機の運用コストを最小とするように起動／停止や出力を決定するが、蓄電池の運用方針については運用方針作成部１２（図２）において以下の運用方針作成処理により運用計画を設定する。
【０１０９】
運用方針作成処理は、運用目標値を満たすように運用計画を作成する処理であり、例えば、最初にサイクル回数運用目標値を設定しない場合の運用計画を作成し、蓄電池のサイクル回数がサイクル回数運用目標値を超過する場合はサイクル回数に対してペナルティコストを設定し、再度運用計画を作成する。
【０１１０】
ペナルティコストとは、蓄電池の充放電１サイクルごとに追加する仮想のコストであり、これを追加することで蓄電池のサイクル回数を削減する。例えば、サイクル回数運用目標値を超過した蓄電池にはペナルティコストを追加して１サイクル毎にコストがかかるようにすることでサイクル回数を抑制し、運用計画を再作成する。そして、再作成した運用計画のサイクル回数を確認し、サイクル回数運用目標値を超過する場合には再びペナルティコストを追加する。これにより、サイクル回数をサイクル回数運用目標値に近づけ、運用目標を満たす運用計画を作成する。
【０１１１】
ここで、再び図４のフローチャートの説明に戻る。データ出力部１３は運用方針出力処理を実行する（ステップＳ６）。
【０１１２】
運用方針出力処理では、出力装置２８（例えばディスプレイ）を用いて、主記憶装置２４から読み出した結果データ１２を、ユーザに対して表示する（ステップＳ６）。なお、結果データを、例えばＣＳＶ形式で保存された電子ファイルとして、補助記憶装置２５に保存する処理、あるいは、結果データを、例えばＣＳＶ形式で保存された電子ファイルとして、ネットワーク２６経由で外部記憶装置２７に保存する処理であっても良い。
【０１１３】
上述したサイクル回数を基準とした運用実績分析、運用目標設定を行うことで蓄電池のサイクル回数を管理し、運用者がサイクル回数による蓄電池の劣化の調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮した運用方針を作成することができる。これにより、特定の蓄電池が劣化することを回避し、かつ運用コスト増加を抑制することも可能である。
【０１１４】
また、以上の説明においては、運用方針作成処理は、運用目標値を満たすように運用計画を作成する処理として説明したが、これに限定されるものではなく、各蓄電池や各発電機に対する制御指令を作成する処理であっても良く、その場合データ出力部１３（図２）は、ネットワーク２６（図２）を介して各蓄電池や各発電機に制御指令を送信する。
【０１１５】
また、以上の説明においては、複数の蓄電池の運用について説明したが、１つの蓄電池に対して運用頻度目標値を設定し、その劣化を調整する場合に適用しても良いことは言うまでもない。
【０１１６】
＜実施の形態３＞
次に、本発明に係る運用方針決定方法および運用方針決定システムの実施の形態３について説明する。なお、実施の形態３においても、図２に示す機能ブロック図や、図４に示すフローチャートを用いる。
【０１１７】
実施の形態３に係る運用方針決定方法は基本的には実施の形態１と同じであるが、運用実績分析部１４（図２）および運用目標設定部１５（図２）において扱うデータには、蓄電池の放電深度、および図９に示すような放電深度が蓄電池の寿命に与える影響の情報、運用者が指定する放電下限値基準および放電上限値基準の情報を含んでいる。
【０１１８】
ここで放電深度とは、下記の数式（６）に示されるように蓄電池の定格容量に対して放電された電力量の比率で定義される値である。
【０１１９】
【数６】
2013198192.tif 000008
【０１２０】
数式（６）では、定格容量（ＭＷｈ）に対する残容量（ＭＷｈ）の比率と１．０との差を百分率表示して放電深度（％）としている。
【０１２１】
例えば、放電深度１００％（フル放電）を１０００回繰り返すことで寿命になると仮定するのであれば、放電１回あたりの影響度は０．１とし、放電深度５０％を５０００回繰り返すことで寿命になると仮定するのであれば、放電１回あたりの影響度は０．０２とする。この場合、影響度の積算が１００になることで蓄電池が寿命とし、新しい蓄電池を導入するためのコストを加算する必要が生じる。
【０１２２】
図９は、放電深度が寿命へ与える影響を概略的に示すグラフであり、横軸に放電震度（％）を示し、縦軸に寿命への影響を示している。寿命への影響は、例えば先に説明したように放電１回あたりの影響度に基づいて影響大、影響小などとして相対的に表している。
【０１２３】
図９において、放電深度１００％の場合を影響大とすると、放電深度５０％の場合は中程度の影響となり、放電深度が０％に近づくほど影響は小さくなる。
【０１２４】
なお、放電深度が小さい（満充電に近い）場合に、さらに充電して蓄電池の容量以上に過充電することや、放電深度が大きい（空に近い）場合に、さらに放電して蓄電池を過放電することは蓄電池の寿命を縮める原因となる。
【０１２５】
まず、図４に示すステップＳ１において、データ入力処理部１１が運用方針を作成するために必要な発電機情報、再生可能エネルギー情報、蓄電池情報および需要情報を読み込む入力処理を実行する。
【０１２６】
ここで、放電深度が運用者の指定する放電下限基準値以下になった場合や放電上限基準値以上になった場合など蓄電池寿命に影響を与える基準値の情報の入力処理を含んでいても良い。
【０１２７】
これらの情報は入力装置２１（図３）から入力される場合もあれば、補助記憶装置２５に保存されているデータ（例えばＣＳＶ形式で保存された電子ファイル）の中から入力装置２１によって指定して読み出す場合もある。あるいはネットワーク２６を経由して外部記憶装置２７から読み出しても良い。そして、入力された、または読み出されたデータは、主記憶装置２４内で展開される。
【０１２８】
次に、図４に示すステップＳ２において、運用実績分析部１４が蓄電池の運用実績を取得し、運用実績分析処理を実行する。蓄電池の運用実績は、蓄電池７に付属する記憶装置７１に格納されており、ネットワーク２６（図３）を経由して取得することができ、蓄電池７の使用時間や放電電力量などの情報を含んでいる。
【０１２９】
実施の形態３における運用実績分析処理は、蓄電池の放電電力量の実績（放電電力量実績値）から運用対象の蓄電池の放電深度を算出する処理であり、放電電力量実績値を定格容量で割ることで、直接に放電深度を算出しても良いし、あるいは蓄電池情報として残容量を計測する機器からの残容量情報を受け、上述した数式（６）を用いて放電深度を算出しても良い。
【０１３０】
また、運用実績分析においては、例えば、蓄電池の一定期間の蓄電池情報を集積することにより放電深度の平均値を求めて、それを放電深度としても良い。
【０１３１】
運用実績分析処理は、主記憶装置２４（図３）内で展開した運用実績分析プログラムがＣＰＵ２３で実行されることで実現され、入力装置２１（図３）から入力されたデータ、または主記憶装置２４内から読み出されたデータに対して処理を実行し、その結果の放電深度を主記憶装置２４内に格納する。
【０１３２】
次に、図４に示すステップＳ３において、運用目標設定部１５は、運用者がデータ入力処理部１１等を介して入力した運用目標指示を読み込むことで、運用目標指示入力処理を実行する。
【０１３３】
そして、ステップＳ４において、運用目標設定部１５は、読み込んだ運用目標指示に基づいて運用目標値算出処理を実行する。
【０１３４】
運用目標値算出処理は、主記憶装置２４内で展開した運用目標値算出プログラムがＣＰＵ２３で実行されることで実現され、入力装置２１（図３）から入力された運用目標指示に従って運用目標値を算出して主記憶装置２４内に格納する。
【０１３５】
ここで、実施の形態２における運用目標設定部１５は、運用者が指定する放電深度に関わる運用目標指示に従い、運用実績分析部１４から与えられる分析情報（各蓄電池の運用深度）を用いて運用目標値算出処理を実行する。
【０１３６】
なお、放電深度に関わる運用目標指示としては、例えば、蓄電池の放電深度が放電下限基準値以下、あるいは放電上限基準値以上になった回数（放電深度逸脱回数）や、放電深度の変化速度（一定時間あたりに変化した放電深度の値）などが挙げられる。
【０１３７】
本実施の形態３では、運用者が指定する放電深度逸脱回数目標値に従って放電深度逸脱回数運用目標値を算出するものとし、運用実績分析部１４では算出した放電深度の実績値のうち、放電上限基準値以上になった放電深度逸脱回数を放電深度逸脱回数実績値として主記憶装置２４内に格納するものとする。
【０１３８】
そして、放電深度逸脱回数運用目標値は、下記の数式（７）に示されるように、運用者が指定する放電深度逸脱回数目標値と、運用実績分析部１４で算出された放電深度から得られる放電深度逸脱回数実績値との差で定義される値である。
【０１３９】
【数７】
2013198192.tif 000009
【０１４０】
数式（７）では、ある蓄電池ｂに対する放電深度逸脱回数目標値ｂから、蓄電池ｂにおける放電深度逸脱回数実績値ｂを差し引いた値を、蓄電池ｂに対する放電深度逸脱回数運用目標値ｂとしている。
【０１４１】
なお、実施の形態３の運用目標設定部１５においても、蓄電池の劣化調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮して運用目標を設定する。
【０１４２】
例えば、蓄電池の劣化を調整するために放電深度の逸脱回数の運用目標値（上限を想定）を設定した場合、蓄電池の運用が抑制されることになり、その結果最小コストとなるように蓄電池を運用することができなくなる。
【０１４３】
トレードオフを考慮して運用目標を設定するとは、運用コストが増加することを許容して運用目標を設定することを意味しており、数式（７）のように上限（放電深度逸脱回数運用目標値）を設定することである。
【０１４４】
また、複数の蓄電池の劣化を同程度とする場合には、放電深度運用目標値は放電深度異常回数比率（例えば、放電深度逸脱回数目標値に対する比率）で設定することも可能であり、複数の蓄電池に共通の放電深度異常回数比率を設定し、各蓄電池で放電深度逸脱回数運用目標値を計算することも可能である。その場合の放電深度逸脱回数運用目標値の定義を下記の数式（８）に示す。
【０１４５】
【数８】
2013198192.tif 000010
【０１４６】
数式（８）では、放電深度逸脱回数目標値ｂに放電深度異常回数目標比率を掛けた値から、放電深度逸脱回数実績値ｂを差し引くことで放電深度逸脱回数運用目標値ｂとしている。
【０１４７】
ここで、図４のフローチャートの説明に戻る。運用目標設定部１５で運用目標値を設定した後（ステップＳ４）、運用方針作成部１２では、運用目標値に基づいて運用方針作成処理を実行する（ステップＳ５）。
【０１４８】
運用方針作成処理は、主記憶装置２４内で展開した運用方針作成プログラムがＣＰＵ２３で実行されることで実現され、主記憶装置２４内に格納された運用目標値を読み出して処理を実行し、その結果を主記憶装置２４内に格納する。
【０１４９】
なお、水力発電や火力発電などの、運用方針の作成では、先に説明したＵＤ法や内点法を用いて発電機の運用コストを最小とするように起動／停止や出力を決定するが、蓄電池の運用方針については運用方針作成部１２（図２）において以下の運用方針作成処理により運用計画を設定する。
【０１５０】
運用方針作成処理は、運用目標値を満たすように運用計画を作成する処理であり、例えば、最初に放電深度逸脱回数運用目標値を設定しない場合の運用計画を作成し、放電深度逸脱回数運用目標値を超過する場合は蓄電池の放電深度逸脱回数に対してペナルティコストを設定し、再度運用計画を作成する。
【０１５１】
ペナルティコストとは、蓄電池の放電深度逸脱１回ごとに追加する仮想のコストであり、これを追加することで蓄電池の逸脱回数を削減する。例えば、放電深度逸脱回数運用目標値を超過した蓄電池にはペナルティコストを追加して放電深度逸脱回数１回毎にコストがかかるようにすることで放電深度逸脱回数を抑制し、運用計画を再作成する。そして、再作成した運用計画の放電深度逸脱回数を確認し、放電深度逸脱回数運用目標値を超過する場合には再びペナルティコストを追加する。これにより、放電深度逸脱回数を放電深度逸脱回数運用目標値に近づけ、運用目標を満たす運用計画を作成する。
【０１５２】
ここで、再び図４のフローチャートの説明に戻る。データ出力部１３は運用方針出力処理を実行する（ステップＳ６）。
【０１５３】
運用方針出力処理では、出力装置２８（例えばディスプレイ）を用いて、主記憶装置２４から読み出した結果データ１２を、ユーザに対して表示する（ステップＳ６）。なお、結果データを、例えばＣＳＶ形式で保存された電子ファイルとして、補助記憶装置２５に保存する処理、あるいは、結果データを、例えばＣＳＶ形式で保存された電子ファイルとして、ネットワーク２６経由で外部記憶装置２７に保存する処理であっても良い。
【０１５４】
上述した放電深度により運用目標を設定することで蓄電池個々の寿命に与える影響を管理し、蓄電池の劣化の調整と運用コスト増加のトレードオフを考慮した運用方針を作成することができる。これにより、特定の蓄電池が劣化することを回避し、かつ運用コスト増加を抑制することも可能である。
【０１５５】
また、以上の説明においては、運用方針作成処理は、運用目標値を満たすように運用計画を作成する処理として説明したが、これに限定されるものではなく、各蓄電池や各発電機に対する制御指令を作成する処理であっても良く、その場合データ出力部１３（図２）は、ネットワーク２６（図２）を介して各蓄電池や各発電機に制御指令を送信する。
【０１５６】
また、以上の説明においては、複数の蓄電池の運用について説明したが、１つの蓄電池に対して運用頻度目標値を設定し、その劣化を調整する場合に適用しても良いことは言うまでもない。
【０１５７】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【０１５８】
１  データ入力部、１２  運用方針作成部、１３  データ出力部、１４  運用実績分析部、１５  運用目標設定部、２１  入力装置、２２  コンピュータ、２３  ＣＰＵ、２４  主記憶装置、２５  補助記憶装置、２６  ネットワーク、２７  外部記憶装置、２８  出力装置。
【図１】
2013198192.tif 000011
【図２】
2013198192.tif 000012
【図３】
2013198192.tif 000013
【図４】
2013198192.tif 000014
【図５】
2013198192.tif 000015
【図６】
2013198192.tif 000016
【図７】
2013198192.tif 000017
【図８】
2013198192.tif 000018
【図９】
2013198192.tif 000019